CERN: Razbijanje osnovnih čestica za dobrobit čovječanstva

Europska organizacija za nuklearna istraživanja - poznatija kao CERN - predstavlja središte znanstvenih otkrića. Od 1954. godine, tisuće najboljih svjetskih znanstvenika i mladih umova okupljaju se u Švicarskoj kako bi istražili kako funkcionira svemir. Danas (29. rujna) CERN slaviti svoju 70. godišnjicu postojanja.

Veliki hadronski sudarač

CERN je možda najpoznatiji po svom ogromnom podzemnom akceleratoru čestica, poznatom kao Veliki hadronski sudarač (LHC) - to je 27 kilometara duga cijev izgrađena ispod švicarsko-francuske granice u blizini Ženeve. Znanstvenici ubrzavaju čestice u LHC-u od rujna 2008. godine. LHC funkcionira tako što šalje odvojene, visoko energizirane zrake čestica u suprotnim smjerovima kroz 27 kilometara dugačak vakuum u obliku cijevi.

Zrake čestica sastoje se od vrste čestica nazvanih protoni, koje usmjeravaju superprovodljivi elektromagneti, uzrokujući da se sudare pri brzini bliskoj brzini svjetlosti. Čestice su toliko male da je zadatak učiniti da se sudare nalik ispaljivanju dvije igle na udaljenosti od 10 kilometara, s preciznošću da se sudare. Kada se čestice sudare, proizvode energiju koja se koristi za stvaranje novih čestica.

LHC je jedan od jedanaest drugih akceleratora čestica koji se nalaze u CERN-u. Istraživači ih koriste za unapređenje niza tehnologija, uključujući one koje utječu na naš svakodnevni život. Njihova istraživanja pomogla su u izradi snažnijih računala i mikročipova, poboljšanju kvalitete tehnologije koja se koristi u zdravstvu, energetici i istraživanju svemira.

Proboj s Higgsovim bozonom 2012. godine

Dugo vremena je jedan od glavnih ciljeva CERN-a pri korištenju LHC-a bio dokaz postojanja Higgsov bozona. To je vrsta čestice nazvane po nobelovcu fizičaru Peteru Higgsu. On je vjerovao da ta čestica stvara polje koje ispunjava cijeli svemir i daje drugim česticama njihovu masu.

Godine 2012., nakon desetljeća istraživanja, znanstvenici u CERN-u konačno su našli dokaz Higgsove teorije — pronašli su Higgsov bozon. Bio je to kolosalan znanstveni proboj koji je otvorio potpuno novo polje istraživanja fizike čestica i pomogao objasniti zašto su se čestice grupirale tijekom formiranja svemira.

CERN ne pokušava stvoriti crne rupe

Prije nego što je LHC uključen, postojala je bojazan da bi sudaranje protona pri pod-svjetlosnoj brzini moglo dovesti do stvaranja malih crnih rupa. Obično zamišljamo crne rupe koje se formiraju samo kada masivne zvijezde implodiraju, ali neke teorije sugeriraju da se male, kvantne crne rupe mogu formirati kada se čestice sudare.

Ove male crne rupe nisu nalik onima koje usisavaju materiju u svemiru. One bi postojale samo djelić sekunde i bile bi potpuno bezopasne. Zapravo, istraživači iz CERN-a voljeli bi da se stvori takva teoretska crna rupa unutar akceleratora čestica jer bi im to pružilo priliku da vide kako gravitacija funkcionira na kvantnoj razini.

Što predstoji CERN-u?

Znanstvenici nisu završili s CERN-ovim LHC-om. Osim otkrića Higgsovog bozona, postoji još mnogo fundamentalnih, neodgovorenih pitanja o svemiru. Oni razvijaju akcelerator druge generacije, pod nazivom LHC s visokom luminoznošću. Nadogradnja će omogućiti povećanje broja sudara protona u LHC-u za najmanje pet puta.

Ovaj „HL-LHC" vjerojatno će biti operativan oko 2041. godine. Znanstvenici namjeravaju provesti detaljne studije Higgsovih bozona, stvarajući najmanje petnaest milijuna tih čestica svake godine. Uz pomoć nadograđene tehnologije za stvaranje više čestica (i sudara), CERN se nada da će naučiti više o nekada neuhvatljivom Higgsovu bozonu i otkriti nove čestice koje znanosti još nisu poznate.